[发明专利]一种汽油机及其测试汽油辛烷值的方法

说明书

一种汽油机及其测试汽油辛烷值的方法。该汽油机使用任何辛烷值未知的汽油，可以自动检测该汽油燃料的辛烷值，并根据该汽油的辛烷值，自动选择对应的燃烧控制方法。其中一种燃烧控制方法是均质稀薄燃料点燃燃烧，可以使得空燃比达到40以上，比油耗低于200kW·h／g。这种汽油机可以使用辛烷值范围‑30～120的任何一种汽油作为燃料，而不需要预先知道燃料的辛烷值，是一种智能化的内燃机。

技术领域

机械工业的内燃机及汽车领域。

背景技术

内燃机是一项成熟的技术，内燃机的基本结构和原理是业内人士所熟悉的。

汽油机一般采用标号固定的汽油，即一台汽油机一般只能使用一种辛烷值标号的汽油，否则就不能获得稳定的功率输出，甚至不能正常运行。

测试汽油辛烷值的方法一般分为研究法和马达法。研究法采用一台单气缸活塞连杆曲轴系统，在标准环境条件下，调节气缸压缩比，以不同的压缩比压缩当量比为1的汽油与空气混合油气。当油气混合气被压燃时，查询和对照在相同条件下能够被压燃的使用正庚烷与异辛烷配置的标准汽油的异辛烷所占比例，这个异辛烷所占比例数值，就是被测试汽油的辛烷值指标。

内燃机的燃烧模式(燃烧控制方法)，一般分为点燃式和压燃式两种。点燃式燃烧模式的优点是工作柔和，发动机升功率大，缺点是热功转换效率低。压燃式燃烧模式的优点是可以实现稀薄燃烧，发动机热功转换效率高，缺点是工作粗暴，升功率低。

均质油气稀薄燃烧，具有工作柔和和热功转换效率高的优点，是内燃机行业研究人员的梦想。但是由于均质稀薄燃料(汽油)难以使用火花塞点火，因此这个梦想一直未能实现。

发明内容

1、本发明汽油机的主要构成和部件包括气缸、活塞、连杆曲轴机构、火花塞、气门和气门附件、油泵、喷油嘴、控制器，等等。控制器通常也称为电脑或者行车电脑(ECU)。这种汽油机可以使用辛烷值未知的汽油或者类似汽油的燃料，能够自动检测汽油的辛烷值，并按照检测到的辛烷值在-30～120范围内的任何一种辛烷值，选定所对应的最好的燃烧控制方法，是一种智能化的内燃机。这种汽油机还能够实现汽油的均质稀薄燃料点燃燃烧模式(控制方法)。

2、本发明一种汽油机测试汽油辛烷值的方法，采用一台汽油发动机，模拟研究法测试汽油辛烷值的方法，检测发动机的输出扭矩、转速、喷油量、喷油次数、喷油相位、空燃比、火花塞点火相位、水箱温度、机油温度、环境温度、尾气温度(上述各项参数，以下简称“气缸燃烧要素”)，缓慢调整火花塞点火相位(或者压燃式汽油机的主喷射喷油相位)，一般在压缩行程，使得点火相位朝远离上止点的位置移动，直到出现爆震，检测爆震出现时火花塞点火相位，以及各项气缸燃烧要素的值，查找数据库数据，发现在相同条件下辛烷值数值是多少的汽油可以而且应该发生爆震，则初步判断发动机所使用燃料(汽油)的辛烷值。当检测到爆震时，迅速推迟火花塞点火相位，以避免爆震。汽车行业对发动机爆震的检测，以及为了避免爆震对点火相位的推迟，是现有技术。一般，连续出现6次爆震，可以确定爆震产生。对于检测数据介于两组数据之间的情况(例如，辛烷值介于55和56之间)，检测的辛烷值指标按照比例计算，数据精确到小数点后一位(例如，辛烷值为55.3)。

发动机运行负荷或者其它状态变化后，运行相对平稳时，重复上述操作，进一步确认汽油的辛烷值。这个检测和确认过程是动态的，即使是使用某一种辛烷值固定的燃料，这个检测和确认过程也是有益的，可以根据燃料随环境变化后燃烧性能的变化，优化燃烧控制方法，增加发动机的动力输出，降低燃料消耗，优化排放指标。因此，采用本发明控制方法的内燃机是智能化的内燃机。这种内燃机(或者汽油机)可以根据燃料(汽油)的辛烷值，确定在不同的负荷(转速和扭矩输出，以及其它气缸燃烧要素)状态，采用点燃燃烧模式或者压燃燃烧模式，以及采用点燃燃烧模式的均质稀薄燃烧模式。